JP2009151209A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディスプレイ装置に関し、特に、入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、そのR,G,B出力光を所定の水平走査ラインを構成する画素に出力・照射し、線順次走査により画像を表示させるディスプレイ装置(表示装置)に関する。 The present invention relates to a display device, and in particular, a light source system capable of modulating the brightness by an input video signal and its R, G, B output light to be output / irradiated to pixels constituting a predetermined horizontal scanning line, and by line sequential scanning. The present invention relates to a display device (display device) that displays an image.
近年、LCD型ディスプレイなどが盛んに用いられている。さらに、次世代のディスプレイ装置として、例えば、光透過散乱型液晶を用いたディスプレイ装置が提案されている(特許文献1参照)。このディスプレイ装置は、その基本原理として、光透過散乱型液晶の入射光の偏光特性と液晶の電気光学的偏光特性との関係を活用し、これら2つの基本原理を融合させたものである。 In recent years, LCD type displays have been actively used. Furthermore, as a next-generation display device, for example, a display device using a light transmission / scattering type liquid crystal has been proposed (see Patent Document 1). As a basic principle of this display device, the relationship between the polarization characteristic of incident light of the light transmission / scattering type liquid crystal and the electro-optical polarization characteristic of the liquid crystal is utilized, and these two basic principles are merged.
すなわち、特許文献1のディスプレイの構造は、特許文献1の図1Aに示されるように入力映像信号による輝度変調が可能な水平走査ライン方向の1ライン分の全画素を再生するための光源システムと、該光源システム内でp又はs偏光に変換した光を出力する機構と、水平走査ライン方向の1ライン分の全画素を再生するための前記光源システムの出力光を利用者が見る側に表示、非表示させる機能、且つ、前記光源システムの出力光を線順次走査させる機能を備えた装置及び前記機能を動作させる駆動回路(図示なし)と、を有して構成される。光源システムの出力光を線順次走査させるための機構としては、例えば、光透過散乱型液晶の電気光学特性を活用し液晶層内を移動させる機構と、その移動を表示と関連付けて行わせる駆動制御回路とを設ければ良い。
That is, the display structure of
また、ディスプレイ装置からの光出射方向を、入射方向に対して90度曲げる方法を用いた技術として、例えば、特許文献2に記載の技術がある。
Further, as a technique using a method of bending the light emission direction from the display device by 90 degrees with respect to the incident direction, there is a technique described in
特許文献2の光スイッチ機能部は、図8に示すように、光線方向変更部材201を有しており、この光線方向変更部材は、金属材料、高分子材料、無機材料などの導電性を有する湾曲可能な膜や薄膜が利用でき、例えばTiNiの薄膜を使用し、薄膜の厚さを4μmとしている。薄膜の少なくとも片面を鏡面にして反射部とする。TiNi合金の薄膜は、耐食性を有し、軟らかく、塑性変形を受け難い超弾性を有する。TiNi合金の薄膜は、形状記憶合金であるので、湾曲の状態を記憶でき、停電時にもそれまでの状態を保持できる。
As shown in FIG. 8, the optical switch function unit of
一方、引付部204(3,4)・205(5,6)は、上記光線方向変更部材を引き付けることができるものである。例えば、2つの引付部204(3,4)・205(5,6)を対向して配置し、その間の空間内に光線方向変更部材201を配置する。引付部204(3,4)・205(5,6)は、光線方向変更部材201を引き付ける引付手段(アクチュエータ:3〜6)を備えている。
On the other hand, the attracting portions 204 (3, 4) and 205 (5, 6) can attract the light beam direction changing member. For example, the two attracting portions 204 (3, 4) and 205 (5, 6) are arranged to face each other, and the light beam
この引付手段は、光線方向変更部材を引き付けることができるものであればよく、例えば電場、磁場、空気などの手段を利用するとよい。引付手段が電場を利用する場合、一対の各引付部に光線方向変更部材の長手方向に沿って多数の電極を並べて配置する。例えば、多数の平行な電極は、入射光線の方向に沿って並べて取り付ける。電極の個数の密度により、湾曲部の最小移動距離が決まる。電極に電圧、例えば500V(上記TiNi合金の薄膜を用い、引付部間の距離1mmとした場合の例)を印加し、光線方向変更部材をアースするにより、光線方向変更部材に静電引力が発生して、光線方向変更部材を電気的に電極に吸引することができる。電極を使用する場合、電極と光線方向変更部材との間を絶縁するために非接触層を電極と光線方向変更部材の間に配置する。また、吸引手段と光線方向変更部材との直接の接触が好ましくない場合も、これらの間に非接触層を配置する。吸引に空気を使用する場合、引付部に吸引する吸引器を配列すれば、光線方向変更部材を引付部に吸引することができる。 The attracting means may be any means that can attract the light beam direction changing member. For example, means such as an electric field, a magnetic field, and air may be used. When the attracting means uses an electric field, a large number of electrodes are arranged side by side along the longitudinal direction of the light beam direction changing member in each pair of attracting portions. For example, a number of parallel electrodes are mounted side by side along the direction of the incident light. The minimum moving distance of the bending portion is determined by the density of the number of electrodes. By applying a voltage to the electrode, for example, 500 V (an example in which the TiNi alloy thin film is used and the distance between the attracting portions is 1 mm) and grounding the light beam direction changing member, the light beam direction changing member has an electrostatic attractive force. The light beam direction changing member can be electrically attracted to the electrode. When using an electrode, in order to insulate between an electrode and a light beam direction change member, a non-contact layer is arrange | positioned between an electrode and a light beam direction change member. Further, even when direct contact between the suction means and the light beam direction changing member is not preferable, a non-contact layer is disposed between them. When air is used for suction, the light beam direction changing member can be sucked into the attracting portion by arranging an aspirator for sucking in the attracting portion.
その他、磁場を利用する場合、例えば光線方向変更部材又は引付部の少なくとも一方に磁石或いは他の磁性体を取り付ける方法を用いても良い。その場合、磁石或いは他の磁性体を吸引する又は離すために電磁誘導を発生する装置を配置する。電磁誘導を発生する装置は、例えば引付部に取り付けると良いが、必要に応じて光線方向変更部材に又は両方に取り付けても良い。少なくとも一方に磁石、他方に磁石或いは他の磁性体を取り付けると、自己保持機能を持たせることができ、例えば通電などの外部エネルギーを与えることなく状態を保持することができる。自己保持機能が不要なら、一方に磁石以外の磁性体を取り付け、他方に電磁誘導を発生する装置を取り付ける。 In addition, when using a magnetic field, you may use the method of attaching a magnet or another magnetic body to at least one of a beam direction change member or an attracting part, for example. In that case, a device for generating electromagnetic induction is arranged to attract or separate magnets or other magnetic materials. The device that generates electromagnetic induction may be attached to, for example, the attracting unit, but may be attached to the light beam direction changing member or both as required. When a magnet is attached to at least one and a magnet or other magnetic body is attached to the other, a self-holding function can be provided, and for example, a state can be held without applying external energy such as energization. If the self-holding function is unnecessary, a magnetic body other than a magnet is attached to one side, and a device that generates electromagnetic induction is attached to the other side.
引付部は、光線が通過する個所に光線が透過できる透過部を設ける。透過部は、例えばITOやガラスなどの透明部材を使用でき、また、引付部に光線が通過できる空間を設けることができる。これにより、所望の箇所から光を出射させることができる。 The attracting part is provided with a transmission part through which the light beam can be transmitted at a place where the light beam passes. For the transmission part, for example, a transparent member such as ITO or glass can be used, and a space through which light can pass can be provided in the attracting part. Thereby, light can be emitted from a desired location.
図9は、特許文献1に記載のタイプのディスプレイに特許文献2に記載の光スイッチのメカニズムを適用した場合の理想的な動作機構例を示す図である。上記のような光スイッチ機能を理想的に動作させる場合に、図9に示すように、対向して配置された第1の基板8及び第2の基板11の内面にそれぞれ設けられた絶縁体膜9・10間に形成される空間内を基板面に沿って進む入射光202を、絶縁体膜9・10間に配置された薄膜状鏡面電極201において反射させて、基板面に略垂直な表示光203とする構成となっている。図10は、図9に示す構成の問題点を模式的に示す図である。実際には、入射光は完全な平行光ではなく、実際には、符号208に示すように、空間内で絶縁膜9・10にあたって反射されるなどにより平行性を失い、薄膜状鏡面電極201で反射された光は基板面に対して垂直ではなくなる成分が増加してしまう(209)。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an ideal operation mechanism when the optical switch mechanism described in
従って、上記図9に示す構造では、光スイッチ機能部の軽薄短小化し、実際にディスプレイへの活用に際しては、光源光束の径、平行度、直線性に問題があることがわかる。 Therefore, in the structure shown in FIG. 9, the optical switch function unit is made lighter, thinner, and smaller, and it can be seen that there are problems in the diameter, parallelism, and linearity of the light source luminous flux when actually used in a display.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、光源光束の径、平行度、直線性などに依存しない光利用効率の良いディスプレイ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ディスプレイ装置の両面表示機能を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a display device with high light utilization efficiency that does not depend on the diameter, parallelism, linearity, etc. of the light source beam. Another object of the present invention is to provide a double-sided display function of a display device.
本発明の一観点によれば、第1の基板と、該第1の基板とある距離だけ離されて対向配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の2次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、前記第2の基板は、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1の基板側の面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第1の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第1の電圧制御機構と、前記第1の複数電極と前記第2の複数電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第1の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするディスプレイ装置が提供される。前記回折格子は、入射光の波長に対し十分小さいピッチを有していることが好ましい。 According to one aspect of the present invention, a first substrate, a second substrate that is spaced apart from the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate A light guide mechanism provided in a space formed therebetween, and performing display with pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of the substrate, wherein the first substrate includes the first substrate A light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, a plurality of transparent first electrodes provided on the second substrate side and arranged side by side in the pixel column direction, and the electrodes A first insulator film provided on a second substrate side, and the second substrate is provided on the first substrate side and is arranged side by side in a pixel column direction. A plurality of second electrodes forming electrode pairs with the plurality of electrodes; and the first substrate of the second plurality of electrodes. The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between the first substrate and the insulator film provided on the second substrate. Extending in the same direction as the first and second plurality of electrodes provided on the first substrate and the second substrate, respectively, and the voltage applied to the first and second plurality of electrodes Between the first region in surface contact with the first insulator film surface, the second region in surface contact with the second insulator film surface, and the first region and the second region An input video signal having an inclined surface inclined with respect to the substrate surface, a plurality of diffraction gratings formed on the surface on the first substrate side, and a strip-like thin film electrode having a light reflecting function The light transmission / scattering liquid crystal panel disposed on the first substrate is turned on / off based on The first voltage control mechanism capable of moving the pixel region in the column direction, and applying a voltage to the first plurality of electrodes and the second plurality of electrodes to cause the inclined portion of the thin film electrode to move in the column direction The polarized light is introduced in the column direction between the second voltage control mechanism that can be moved and the insulator films disposed on the first substrate and the second substrate that are the light guide mechanism. A light source system including a light source that introduces light in a first direction disposed at a position; and a polarized light from the light source, and a scattering region of the light transmission / scattering type liquid crystal panel by the first voltage control mechanism; And a synchronous control unit that synchronizes the timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism so that the region where the inclined part is formed is formed at the same position. Provided by a display device characterized by Is done. The diffraction grating preferably has a sufficiently small pitch with respect to the wavelength of incident light.
前記第1の電圧制御機構は、前記薄膜状電極と前記光透過散乱型液晶基板とにより画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する。前記光源システムから前記第1の方向に導入された光の偏光方向を制御し、前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させる。前記第2の電圧制御機構は、前記薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第1の方向に導入された偏光光の方向を制御し、前記光透過散乱型液晶の画素に入力させる。尚、前記光源システムの出力光がs偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記出力光に対して平行に配向させることにより、前記光源からの光が前記第1の基板と第2の基板との間を伝搬して行く。前記光源システムの出力光がp偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記光源からの光の偏光軸に垂直に配向させ、前記光源からの光が前記第1の基板と第2の基板との間を伝搬して行く。 The first voltage control mechanism is configured to obtain a plurality of electro-optical characteristics in each of a plurality of stripe-shaped liquid crystal layers defined by the thin film electrode and the light transmission / scattering type liquid crystal substrate. On / off control of the voltage applied to the electrode. The light transmission / scattering type liquid crystal material is configured to control a polarization direction of light introduced from the light source system in the first direction, and to control a voltage between electrodes in the light transmission / scattering type liquid crystal panel by turning on / off. The light is emitted from a predetermined pixel based on the scattering. The second voltage control mechanism drives the thin film electrode, controls the direction of polarized light introduced from the light source system in the first direction, and inputs it to the pixel of the light transmission / scattering type liquid crystal. When the output light of the light source system is s-polarized light, the light from the light source is aligned by aligning the polarization axis of the light transmission / scattering liquid crystal of the light transmission / scattering liquid crystal panel in parallel with the output light. Propagates between the first substrate and the second substrate. When the output light of the light source system is p-polarized light, the light transmission / scattering liquid crystal panel of the light transmission / scattering liquid crystal panel is aligned with the polarization axis of the light transmission / scattering liquid crystal perpendicular to the polarization axis of the light from the light source. Propagating between the first substrate and the second substrate.
前記薄膜状電極と前記第1の基板及び前記第2の基板に配置された前記第1の複数電極及び第2の複数電極の間のそれぞれの絶縁体膜を介してのそれぞれの印加電圧により、前記薄膜状電極を所定の角度で傾斜させ、かつ、それぞれ前記第1の複数電極及び第2の複数電極に対する電圧を印加する位置を可変することにより、前記薄膜状電極の前記傾斜部の位置を調整することができる。前記光源の光束を、矩形かつ扁平に変換し、p偏光又はs偏光に片偏光化する機構を有するものである。 By the respective applied voltages through the respective insulator films between the first plurality of electrodes and the second plurality of electrodes disposed on the thin film electrode and the first substrate and the second substrate, The position of the inclined portion of the thin film electrode is changed by tilting the thin film electrode at a predetermined angle and changing the position where the voltage is applied to the first and second electrodes. Can be adjusted. The light source has a mechanism for converting the light flux of the light source into a rectangular shape and a flat shape and unipolarizing into p-polarized light or s-polarized light.
また、第1の基板と、該第1の基板とある距離だけ離されて対向配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の2次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、前記第2の基板は、前記第1の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1及び第2の基板側の両面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第1及び第2の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第1の電圧制御機構と、前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第1の方向と第2の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面表示ディスプレイ装置が提供される。 Further, in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A display device that performs display with pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of the substrate, wherein the first substrate is opposite to the second substrate A light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the second substrate side, a plurality of transparent first electrodes arranged on the second substrate side and arranged side by side in the pixel column direction, and provided on the second substrate side of the electrodes The second substrate is provided on the side opposite to the first substrate and the light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the side opposite to the first substrate. A second plurality of electrodes arranged side by side in the pixel column direction to form an electrode pair with the first plurality of electrodes And a second insulator film provided on the first substrate side of the second plurality of electrodes, and the light guide mechanism includes the first substrate and the second substrate. A thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and extending in the same direction as the first and second plurality of electrodes provided on the first substrate and the second substrate, respectively. A first region in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second electrodes, and a second region in surface contact with the second insulator film surface. And a large number of diffraction gratings formed on both sides of the first and second substrates, having an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region. The first and second substrates having a strip-like thin film electrode having a light reflection function and based on an input video signal A first voltage control mechanism capable of moving a pixel region in a column direction by turning on and off the light transmission / scattering liquid crystal panel disposed; the first plurality of electrodes; and the plurality of second electrodes; Arranged on the first substrate and the second substrate, which are the light guide mechanism, and a second voltage control mechanism capable of moving the inclined portion of the thin film electrode in a column direction by applying a voltage to the thin film electrode A light source system including a light source that introduces light in the first direction and the second direction, which is disposed at a position where the polarized light is introduced in the row direction between the formed insulator films, and polarized light from the light source The first voltage control mechanism and the first voltage control mechanism and the first voltage control mechanism and the first voltage control mechanism and the first voltage control mechanism and the first voltage control mechanism and the first voltage control mechanism and the first voltage control mechanism Voltage application timing with 2 voltage control mechanisms A double-sided display device comprising: a synchronization control unit that synchronizes the synchronization.
前記複数の薄膜状電極と前記複数の薄膜状電極と第1の基板側及び第2の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶により画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する第3の電圧制御機構を有することを特徴とする。また、前記光源システムから前記第1の方向及び第2の方向に導入された光の偏光方向を制御し、第1の基板側及び第2の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする。さらに、前記複数の薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第1の方向及び第2の方向に導入された偏光光の方向を制御し、第1の基板側及び第2の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネルの画素に入力させる第4の電圧制御機構を有することを特徴とする。 In the plurality of thin film electrodes, the plurality of thin film electrodes, and the plurality of stripe-shaped liquid crystal layers defined by the light transmission / scattering liquid crystals provided on the first substrate side and the second substrate side, respectively. A third voltage control mechanism for controlling on / off of voltages applied to the plurality of electrodes is provided so as to obtain a plurality of electro-optical characteristics in each. Further, the polarization direction of light introduced from the light source system in the first direction and the second direction is controlled, and each of the light transmission / scattering types provided on the first substrate side and the second substrate side is provided. The light is emitted from a predetermined pixel on the basis of scattering of the light transmission / scattering liquid crystal material in which a voltage between electrodes in the liquid crystal panel is controlled by on / off. Further, the plurality of thin film electrodes are driven, the direction of polarized light introduced from the light source system in the first direction and the second direction is controlled, and the first substrate side and the second substrate side are controlled. A fourth voltage control mechanism for inputting to the pixels of each of the light transmission / scattering liquid crystal panels provided is provided.
本発明によるディスプレイ装置は、非常に薄い表示パネルを実現することができる。また、バックライトが不要のため、表示構造物としては光透過散乱型液晶パネル厚(約2〜3mm)程度で実現可能である。 The display device according to the present invention can realize a very thin display panel. Further, since a backlight is not required, the display structure can be realized with a light transmission / scattering type liquid crystal panel thickness (about 2 to 3 mm).
また、本発明によるディスプレイ装置は、1枚の表示パネルを用いて、両面に表示させることができるという利点がある。 In addition, the display device according to the present invention has an advantage that it can be displayed on both sides using a single display panel.
以下、本発明の実施の形態によるディスプレイ装置について、図面を参照しながら説明を行う。図13左図は、図3右図に示す寸法を有する回折格子(微小ピッチ回折格子)の回折効率を示す図である。横軸は周期T(波長λと関係する)、縦軸は回折効率である。図13に示すように、入射光の波長λに対し十分小さいピッチの回折格子の回折効率は100%であり、ロスのない光伝搬が可能であることがわかる。発明者は、この原理をディスプレイ装置に利用することを思いついた。一般的に、回折格子のピッチ≦0.2λにするとよいことが知られている。 Hereinafter, display devices according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The left figure of FIG. 13 is a figure which shows the diffraction efficiency of the diffraction grating (micro pitch diffraction grating) which has the dimension shown in the right figure of FIG. The horizontal axis represents the period T (related to the wavelength λ) and the vertical axis represents the diffraction efficiency. As shown in FIG. 13, the diffraction efficiency of a diffraction grating having a sufficiently small pitch with respect to the wavelength λ of incident light is 100%, and it can be seen that light propagation without loss is possible. The inventor has come up with the idea of using this principle for display devices. It is generally known that the pitch of the diffraction grating should be ≦ 0.2λ.
このことから、入力最小波長を400nmとすると、上記ライトガイド内に配置される帯状薄膜電極面に形成される回折格子のピッチを80nm以下とすればよく、このサイズは、現行のナノテクノロジー技術で制作可能なレベルであることがわかる。第2基板に封止された前記光透過散乱型液晶で形成される回折格子のピッチは液晶分子間ピッチに相当し、約2nmであるから、反射ロスのない回折格子となる。従って、図9、図10に示す入射光は上下面に形成されたライトガイド内で反射を繰り返しながらもロスなく伝搬され、帯状薄膜電極の傾斜部で図9に示すように反射し、光透過散乱型液晶面から効率よく出力させることができる。 From this, assuming that the minimum input wavelength is 400 nm, the pitch of the diffraction grating formed on the surface of the strip-shaped thin film electrode arranged in the light guide may be 80 nm or less. It turns out that it is a level that can be produced. The pitch of the diffraction grating formed of the light transmission / scattering type liquid crystal sealed on the second substrate corresponds to the pitch between liquid crystal molecules, and is about 2 nm, so that the diffraction grating has no reflection loss. Accordingly, the incident light shown in FIGS. 9 and 10 propagates without loss while being repeatedly reflected in the light guides formed on the upper and lower surfaces, and is reflected as shown in FIG. It is possible to efficiently output from the scattering type liquid crystal surface.
以下、より具体的に、本発明の実施の形態について説明する。まず、片面表示のディスプレイ装置の全体構成例について説明する。両面表示の場合も同様の原理であるため、共有できる図面を省略することとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically. First, an overall configuration example of a single-sided display device will be described. Since the principle is the same in the case of double-sided display, the drawings that can be shared are omitted.
図1は、本実施の形態によるディスプレイ装置の一構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態によるディスプレイ装置100の基本構成は、上記の偏光光源システム102と、第1の基板であって、複数の光スイッチ機能列106と、内部電極で画定された画素が設定されている光透過散乱型液晶パネル101と、その駆動システム103と、光スイッチ機能駆動システム104と、第2の基板105と、を有しており、第1の基板106及び第2の基板105には、薄膜電極駆動用の複数の電極が配置される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a display device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the basic configuration of the
以下に、本実施の形態によるディスプレイ装置について詳細な説明を行う。図2は、第1の実施の形態における帯状薄膜電極1を中心としたディスプレイ装置の透過斜視図であり、薄膜状電極1の配列方向が示されている。図3は、第1の実施の形態における光ガイド機構の一構成例を示す断面図である。図2に示すように、ディスプレイ装置(部分図)は、入射光の進行方向に沿って延在する画素列112・113・114(図では3列のみを示している)を図3に示すように、本実施の形態による光ガイド機構においては、第1の基板8は、光透過散乱型液晶パネル7である。第1の基板8の裏面(内面側)には、薄膜状電極1を駆動するための駆動用透明電極3、4が設けられている。その内面側を絶縁体膜9で被覆されている。
Hereinafter, the display device according to this embodiment will be described in detail. FIG. 2 is a transparent perspective view of the display device centering on the strip-shaped
第2の基板11は、透明であり、上面(内面側)に薄膜状電極1を駆動するための駆動用電極5、6が設けられ、これらを絶縁体膜10で被覆している。
The
さらに、第1の基板8側の絶縁体膜9と第2の基板11側の絶縁体膜10との間に形成されている空間17内に、第1の基板8側の表面に回折格子2が形成されている薄膜状電極1が配置され、光ガイド機構を形成している。
Further, in the
次に、図4も参照しながら説明を行う。図4に示すように、第1の基板8の裏面側(内面側)に設けた透明な複数電極3、4(ここでは、複数の電極をまとめて、符号3、4で示している)及び第2の基板11の面に設けた透明電極5、6(ここでは、複数の電極をグループ化して、符号5、6で示している。)のうち、透明電極4、5に印加された電圧により、第1の基板8と第2の基板11との空間に配置された薄膜状電極1は、第1の透明電極4及び5に引き寄せられる。その間の部分は、第1の基板8と第2の基板11との空間25内に配置され、この空間25内で基板面に対して所定の角度で傾斜する。図4は、本実施の形態によるディスプレイ装置動作の様子を示す図である。光透過散乱型液晶パネル7の画素部12、14を形成する液晶の配向は、第1の方向からの偏光光源光21の偏光軸に対し、平行であり、かつ、偏光光源光21の波長に比べ、上述のように極細の格子を薄膜状電極1表面に形成していることから、偏光光源光21は、薄膜状電極1及び光透過散乱型液晶パネル7の裏面間で反射され、薄膜電極1の傾斜部1aにおいて反射されながら空間25内を進行し、光透過散乱型液晶パネル8の傾斜部1aの形成されている領域上の画素部13に入射し、放射光16として拡散放射されるように構成されている。尚、傾斜部1aの形成位置を調整することにより、放射光16が出射される位置に対応する画素部13の位置を制御することができる。
Next, description will be made with reference to FIG. As shown in FIG. 4, a plurality of
図5は、図4に続いて、本実施の形態によるディスプレイ装置の薄膜状電極1の駆動の様子を図2の一列について示す図であり、表1は、図5における薄膜状電極の位置と上側駆動電極と下側駆動電極との関係を示す表である。
FIG. 5 is a diagram showing a state of driving the
図5(A)に示すように、上面に回折格子2が形成されている薄膜状電極1は、位置Aに設けられている状態を示す図である。この場合には、表示させたい画素を符号13で示した場合に、その上側駆動電極群1=a)はオフ、上側駆動電極群2=b)はオン、上側駆動電極群3=c)はオン、であり、下側駆動電極群4=d)はオン、下側駆動電極群5=e)はオフ、下側駆動電極群6=f)はオフ、下側駆動電極7=g)もオフであり、電極の一方がオン・他方がオフの場合には、オン側に薄膜状電極1が引き寄せられ、両方がオンの場合は基本的になく、両方がオフの場合はフローティングになるため、その領域を傾斜部にすることができる。図5(A)では、画素部13において傾斜部Aが形成され入射光21−25が出射光22になり、図5(B)では、画素部16において傾斜部Bが形成され入射光21−25が出射光23になり、図5(C)では画素部19において傾斜部Cが形成され入射光21−25が出射光24になるように電極群に電圧を印加している。
As shown in FIG. 5A, the
これらの動作に同期させて、光透過散乱型液晶パネル7においても、傾斜部が形成されている領域がA、B、Cと移動するに伴って、表示画素の位置が、符号13、16、19で示されるように移動するように構成されている。これらの動作により、所定の画素から放射光22、23、24が透明電極の位置が13、16,19から表示方向(図の上側)に向けて放射散乱する。この時の光透過散乱型液晶の画素部12、13、14の配向については後述する。
In synchronism with these operations, in the light transmission / scattering
尚、第1の基板1及び第2の基板2に設けた透明電極3、4、5、6と上記薄膜状電極1との間には、絶縁体膜9、10が配置されており、透明電極3、4、5、6と薄膜状電極1との間の電極間のショート(短絡)を防止している。ショートしないような適切な絶縁膜の例と厚さとしては、例えば、1〜2μm程度が好ましい。
次に、s偏光入力光の場合の、光透過散乱型液晶の構造と動作とについて説明する。図11はこの場合の、光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、光源光がs偏光の場合の例を示す図である。 Next, the structure and operation of the light transmission / scattering type liquid crystal in the case of s-polarized input light will be described. FIG. 11 is a diagram showing an example of alignment of the light transmission / scattering type liquid crystal in this case, and is a diagram showing an example when the light source light is s-polarized light.
(1)図5の画素13sの表示方法
図11は、光透過散乱型液晶の配向状態を示す図であり、その下の図は、上の図のA-A’線に沿った断面図である。適宜、図5も参照しながら説明する。入力光21sは、光透過散乱型液晶パネル部7の隔壁に配置された側面電極50間に印加された電圧により、符号60、62で示されるように配向され、回折格子部12s、14sを形成する。尚、回折格子部12sから14sまでを、破線で示している。下記の回折格子部12s、14sと、図4の薄膜状電極1の回折格子2とは、いずれも回折格子であるが、光透過散乱型液晶に形成される回折格子は、液晶分子配向によって得られるものである。薄膜状電極面の回折格子は物理的に形成したものである。格子のピッチはいずれも波長以下である。
(1) Display Method of
また、光透過散乱型液晶を囲む側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接しているのが一般的である。このオーバーラップした領域に絶縁体が介挿されている。また、光源システムは、入力映像信号により輝度変調可能な光源と第1集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第2集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第2集光レンズとを有している。このグラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理している。 Further, the side electrode pairs disposed on the side wall surrounding the light transmission / scattering type liquid crystal are generally adjacent to each other in a state where they overlap each other by a predetermined width. An insulator is inserted in the overlap region. In addition, the light source system includes a light source that can be modulated in luminance by an input video signal, a first condenser lens, a glass rod, and a second condenser lens or a polarization converter that is bonded to a polarization conversion element. And a condenser lens. The surface of the glass rod other than the incident / exit surface is mirrored.
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムの出力光を薄膜状電極で反射させ、光透過散乱型液晶基板に入力させる。そして、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させることができる。薄膜状電極は、光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置され、第1の基板及び第2基板と薄膜状電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構が設けられている。この制御機構により、出力偏光光の方向を制御することにより得られた光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることができる。 The output light of the light source system capable of modulating the luminance by the input video signal is reflected by the thin film electrode and input to the light transmission / scattering type liquid crystal substrate. And it can output to the pixel which comprises a predetermined horizontal scanning line, and can display and reproduce an image by line sequential scanning. The thin film-like electrodes are arranged at right angles to each of the R, G, and B pixels formed by sealing the light transmission / scattering type liquid crystal so as to avoid the incident direction of the emitted light. A control mechanism is provided for on / off control of each of the substrate and the thin film electrode. By this control mechanism, light can be emitted from a desired pixel based on the scattering of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the direction of the output polarized light.
入力光21sは、図5(A)、図14に示すように、回折格子部12sで全反射し、薄膜状電極1の傾斜部Aで反射し第1の基板8側に進み、光透過散乱型パネル部7の画素13sに対して入力光80sとして入力する。画素13sは、図11の中央の状態で示されるように、電圧が印加されておらず液晶分子が散乱状態であるため、図14に示す入力光80sは光透過散乱型液晶パネル部7の表面から散乱する。
ユーザーは、この散乱光を表示光として認知することができる。
As shown in FIGS. 5A and 14, the input light 21 s is totally reflected by the diffraction
The user can recognize this scattered light as display light.
(2)次画素の表示方法
図11に示すように、側面電極対50と51を、それぞれスイッチ54、55で接続して電極に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部12sは垂直走査方向に長くなり、回折格子部14sは短くなる。
(2) Next Pixel Display Method As shown in FIG. 11, when a pair of side electrode pairs 50 and 51 are connected by
そこで、入力光21sの全反射位置が、垂直方向に1画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素13sの表示と同様の原理で、散乱光を表示光として認知することができる。尚、「全反射位置」という用語も光透過散乱型液晶に形成される回折格子面、薄膜状電極面に構成した回折格子面を指す。
Therefore, the total reflection position of the input light 21s moves by one pixel in the vertical direction. At the moved pixel position, the scattered light can be recognized as display light on the same principle as the display of the
(3)次次画素の表示方法
側面電極50、51、52をそれぞれスイッチ54、55、56、57で接続し、側面電極に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部12sは更に垂直方向に長くなり、回折格子部14sは更に短くなる。そこで、入力光21sの全反射位置が、垂直方向にさらに1画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素13sの表示と同様の原理で、散乱光を表示光として認知することができる。
(3) Secondary pixel display method When the
上記、画素13sの位置と帯状薄膜電極部の反射部の位置とが、同じになるように、側面電極50間の印加電圧のタイミングと、駆動用透明電極への電圧の印加タイミングとが制御される。このような駆動回路を制御する制御回路を設ければ良い。
The timing of the applied voltage between the
p偏光の場合、制御回路は、図15に示す様に、電極70、71、72間に交流電圧を印加する。例えば70と72等偶数番号電極を共通化、71と73等奇数番号電極を共通化し、互いに極性を異なる様に接続する。
In the case of p-polarized light, the control circuit applies an AC voltage between the
次に、入力光がp偏光光である場合の光透過散乱型液晶の構造と動作について説明を行う。図12は、入力光がp偏光光の場合の光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、図11に対応する図である。図15は図14に対応する図である。 Next, the structure and operation of the light transmission / scattering type liquid crystal when the input light is p-polarized light will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of alignment of the light transmission / scattering type liquid crystal when the input light is p-polarized light, and corresponds to FIG. 11. FIG. 15 corresponds to FIG.
(1)画素13pの表示方法
図12は、光透過散乱型液晶の配向状態を示し、その下の図は、上の図におけるB−B’線に沿った断面図である。
(1) Display Method of
入力光21pは、光透過散乱型液晶パネル部7の表面基板の裏面に配置された平面電極70-71間、72-73間に印加された電圧により符号74、76で示すように配向され、回折格子部12pを形成する。
The input light 21p is oriented as indicated by
入力光21pは、回折格子部12pで全反射し、薄膜状電極1の傾斜部で反射し、光透過散乱型パネル部7の画素13pに入力光80pとして入力する。画素13pは無印加で散乱状態のため、入力光80pは光透過散乱型液晶パネル部7の表面から散乱する。ユーザーは、この散乱光を表示光16として認知することができる。
The input light 21p is totally reflected by the diffraction
(2)次の画素表示方法
側面電極対70-71間、71-72間に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部12pは垂直方向に長くなり、回折格子部14pは短くなる。入力光21pの全反射位置が垂直方向に1画素移動する。画素13pの表示と同様であるため説明を省略する。
(2) Next Pixel Display Method When a predetermined voltage is applied between the side electrode pairs 70-71 and 71-72, the diffraction
(3)次次の画素表示方法
側面電極70-71間、71-72間、72-73間に、所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部12pは更に垂直方向に長くなり、回折格子部14pは更に短くなる。画素13pの表示と同様であるため説明を省略する。
(3) Next pixel display method When a predetermined voltage is applied between the side electrodes 70-71, 71-72, and 72-73, the diffraction
次に、本発明の第2の実施の形態によるディスプレイ装置について説明を行う。本実施の形態によるディスプレイ装置の基本構成及び基本動作は、第1の実施の形態によるディスプレイ装置と同様であるため、相違点を中心に説明を行う。図6は、本実施の形態による光ガイド機構部を中心としたディスプレイ装置の一構成例を示す図である。図6に示すように、薄膜状電極1の片面だけでなく表裏両面に、回折格子2を設けたことを特徴とする。また、第1の基板8のみではなく、第2の基板11にも、光透過散乱型液晶を用いたパネル7と同じ構造を設けている。これにより、偏光光源光は、第1の基板8と第2の基板11とにより画定された空間により形成され光の導入部となる光カイド部における第1の方向と、それと基板面に沿って反対の方向である第2の方向の両方に導入されるようになっている(26・28)。傾斜角は両方で同じになるように45度程度が好ましい。
Next, a display device according to the second embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration and basic operation of the display device according to the present embodiment are the same as those of the display device according to the first embodiment, the description will focus on the differences. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a display device centered on the light guide mechanism according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the
このようにして導入された偏光光源光は、第6図に示す様に、第1の基板8及び第2の基板11にそれぞれ封入されている光透過散乱型液晶パネルの散乱されている表示画素部31・34から同時に放射拡散することができるように構成されている(表示光27・29)。表示画素部31・34は、絶縁膜8・9により絶縁された多数の電極群への印加電圧に基づいて、第1の実施の形態と同様に、電極群3・4と電極群5・6との電圧印加のオン・オフにより画定することができる。尚、この時の光透過散乱型液晶の画素部30、31、32(両面)の配向については、前述の図11に示す構成と同様である。また、薄膜状電極1の構成も、回折格子2が表裏両面に設けられていること以外は、第1の実施の形態と同様である。図7は、図6の構成における入射光26・28の進行の様子をより詳細に説明した図である。入射光26及び28は、薄膜状電極1の回折格子により回折されて、第1の基板8側の表示画素部31と第2の基板側の表示画素部34から散乱光27・29により散乱されて表示光となり、第1の基板8側と第2の基板11側の両方から同じ画面を見ることができるようになっている。この際、傾斜部と回折格子とにより、入射光は表示画素部31・34に効率よく集光されるようになっているため、両面において良好な表示を行うことができる。
As shown in FIG. 6, the polarized light source light introduced in this way is scattered display pixels of a light transmission scattering type liquid crystal panel enclosed in the
以上に説明した本実施の形態によるディスプレイ装置においても、信号光源から散乱面(表示面)までの経路において主な光学系材料は液晶反射面と薄膜状電極とのみとなるため、光線透過率が向上するという利点がある。また、信号光源に所定の波長を発光する光源を用いるため、カラーフィルタが不要となる。また、黒レベルは、信号光源の発光を0にすれば実現できるため、理論的にはコントラスト比を無限大にすることが可能である。 Also in the display device according to the present embodiment described above, since the main optical system material is only the liquid crystal reflecting surface and the thin film electrode in the path from the signal light source to the scattering surface (display surface), the light transmittance is low. There is an advantage of improvement. Further, since a light source that emits a predetermined wavelength is used as the signal light source, a color filter is not necessary. Further, since the black level can be realized by setting the light emission of the signal light source to 0, it is theoretically possible to make the contrast ratio infinite.
本実施の形態によるディスプレイ装置は、原理的には自発光型であり、TFT−LCDのようにバックライト輝度によりコントラスト比が制限されることがなく、かつ、信号光源がRGB画素単位に独立して対応しているため、CRTなどと同様な速度輝度変調が可能である。 The display device according to the present embodiment is in principle a self-luminous type, the contrast ratio is not limited by the backlight luminance as in the TFT-LCD, and the signal light source is independent for each RGB pixel. Therefore, velocity luminance modulation similar to that of CRT or the like is possible.
従って、隣接画素の各々のコントラスト比を自由に設定できるという利点がある。隣接画素間のコントラスト比がTFT−LCDより大幅に向上する。 Therefore, there is an advantage that the contrast ratio of each adjacent pixel can be set freely. The contrast ratio between adjacent pixels is significantly improved as compared with the TFT-LCD.
非常に薄い表示パネルを実現することができる。バックライトが不要のため、表示構造物としては光透過散乱型液晶パネル厚(約2〜3mm)程度で実現可能であるという利点がある。 A very thin display panel can be realized. Since the backlight is unnecessary, there is an advantage that the display structure can be realized with a light transmission / scattering type liquid crystal panel thickness (about 2 to 3 mm).
また、色再現性が良好であるという利点がある。信号光源が画素単位に独立しているため、RGB各色の色度座標値設定の自由度が高い。例えば、NTSC,HDTV等の色再現性が忠実に再生できる。 Further, there is an advantage that the color reproducibility is good. Since the signal light source is independent for each pixel, the degree of freedom in setting the chromaticity coordinate values of each color of RGB is high. For example, color reproducibility such as NTSC and HDTV can be reproduced faithfully.
また、信号光源が画素単位に独立して対応しているため、将来ディスプレイの進化の過程でRGB以外のC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)等を加えた多原色ディスプレイを実現することができる。 In addition, since the signal light source supports each pixel independently, a multi-primary color display that adds C (cyan), M (magenta), Y (yellow), etc. other than RGB will be realized in the process of future display evolution. can do.
また、基板材が黒色で外光反射が少ないため、明室でも高コントラスト表示が可能なディスプレイが実現できる。 In addition, since the substrate material is black and less external light is reflected, a display capable of high-contrast display even in a bright room can be realized.
また、本発明によるディスプレイ装置は、1枚の表示パネルを用いて、両面に表示させることができるという利点がある。 In addition, the display device according to the present invention has an advantage that it can be displayed on both sides using a single display panel.
本発明は、ディスプレイ装置及びそれを用いた電子機器に利用可能である。 The present invention is applicable to a display device and an electronic apparatus using the display device.
1…薄膜状電極、2…回折格子、3、4…駆動用透明電極、5、6…駆動用電極、7…光透過散乱型液晶パネル、8…第1の基板、9…絶縁体膜、10…絶縁体膜、11…第2の基板、17…空間。
DESCRIPTION OF
Claims (54)
前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、
前記第2の基板は、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1の基板側の面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第1の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第1の電圧制御機構と、
前記第1の複数電極と前記第2の複数電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第1の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするディスプレイ装置。 Provided in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A display device that performs display by pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of a substrate,
The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, and a transparent first provided on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. A plurality of electrodes, and a first insulator film provided on the second substrate side of the electrodes,
The second substrate is provided on the first substrate side, is arranged side by side in the pixel column direction, and is formed with an electrode pair with the first plurality of electrodes, and the second substrate And a second insulator film provided on the first substrate side of the plurality of electrodes,
The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, and is provided on each of the first substrate and the second substrate. A first region extending in the same direction as the first and second plurality of electrodes provided and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second plurality of electrodes; And a second region in surface contact with the second insulator film surface, and an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region, and the first region Having a strip-like thin film electrode having a number of diffraction gratings formed on the substrate side surface and having a light reflecting function,
A first voltage control mechanism capable of moving a pixel region in a column direction by turning on and off the light transmission / scattering type liquid crystal panel disposed on the first substrate based on an input video signal;
A second voltage control mechanism capable of moving the inclined portion of the thin film electrode in a column direction by applying a voltage to the first plurality of electrodes and the second plurality of electrodes;
Light is introduced in the first direction arranged in the column direction between the insulator films arranged on the first substrate and the second substrate, which are the light guide mechanism, in the column direction. A light source system including a light source to perform,
The polarized light from the light source is formed so that the scattering region of the light transmission / scattering type liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position. A display apparatus comprising: a synchronization control unit that synchronizes the timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism.
光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とするディスプレイシステム。 A light source system comprising the display device according to any one of claims 1 to 14 and capable of modulating a luminance by an input video signal, and output light of the light source system is reflected by the thin film electrode, and the light transmission scattering A system for inputting and outputting to a liquid crystal substrate, outputting to pixels constituting a predetermined horizontal scanning line, and displaying and reproducing an image by line sequential scanning,
For each R, G, B pixel formed by sealing a light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film-like electrode disposed at a right angle at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
A display system characterized in that light is emitted from a desired pixel based on scattering of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the direction of the output polarized light by the control mechanism.
前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、
前記第2の基板は、前記第1の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1及び第2の基板側の両面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第1及び第2の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第1の電圧制御機構と、
前記第1の複数電極と前記第2の複数電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第1の方向と第2の方向とに光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面表示ディスプレイ装置。 Provided in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A display device that performs display by pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of a substrate,
The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, and a transparent first provided on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. A plurality of electrodes, and a first insulator film provided on the second substrate side of the electrodes,
The second substrate includes a light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the opposite side of the first substrate, the first substrate provided on the first substrate side, and arranged side by side in the pixel column direction. A second plurality of electrodes forming an electrode pair with the second electrode, and a second insulator film provided on the first substrate side of the second plurality of electrodes,
The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, and is provided on each of the first substrate and the second substrate. A first region extending in the same direction as the first and second plurality of electrodes provided and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second plurality of electrodes; And a second region in surface contact with the second insulator film surface, and an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region, and the first region And a plurality of diffraction gratings formed on both surfaces of the second substrate side and a strip-like thin film electrode having a light reflecting function,
A first voltage control mechanism capable of moving a pixel region in a column direction by turning on and off the light transmission / scattering type liquid crystal panels disposed on the first and second substrates based on an input video signal;
A second voltage control mechanism capable of moving the inclined portion of the thin film electrode in a column direction by applying a voltage to the first plurality of electrodes and the second plurality of electrodes;
A first direction and a second direction arranged at a position for proceeding in the column direction and introducing polarized light between insulator films arranged on the first substrate and the second substrate as the light guide mechanism A light source system including a light source that introduces light in a direction;
The polarized light from the light source is formed so that the scattering region of the light transmission / scattering type liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position. A double-sided display device comprising: a synchronization control unit that synchronizes the timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism.
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とする請求項16から28までのいずれか1項に記載の両面表示ディスプレイ装置。 For each R, G, B pixel formed by sealing a light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film-like electrode disposed at a right angle at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
29. The light emission from a desired pixel based on scattering of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the direction of the output polarized light by the control mechanism. The double-sided display device according to item.
光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第1及び第2の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とする両面表示ディスプレイシステム。 A light source system capable of modulating the luminance by an input video signal, and the output light of the light source system is reflected by the thin film electrode, input to the light transmission / scattering liquid crystal panel, and output to pixels constituting a predetermined horizontal scanning line. A system for displaying and reproducing an image by line sequential scanning,
For each R, G, B pixel formed by sealing a light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film-like electrode disposed at a right angle at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
A double-sided display system characterized in that light is emitted from a desired pixel based on the scattering of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the first and second directions of the output polarized light by the control mechanism. .
光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第1及び第2の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることが可能なシステムにおいて、前記光透過散乱型液晶の配向を前記出力偏光光源光の偏光軸に対して水平または垂直に切換可能な構成を特徴とする請求項1から14までのいずれか1項に記載のディスプレイ装置。 A light source system capable of modulating the luminance by an input video signal, and the output light of the light source system is reflected by the thin film electrode, input to the light transmission / scattering liquid crystal panel, and output to pixels constituting a predetermined horizontal scanning line. A system for displaying and reproducing an image by line sequential scanning,
For each R, G, B pixel formed by sealing a light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film-like electrode disposed at a right angle at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
In the system capable of emitting light from a desired pixel based on scattering of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the first and second directions of the output polarized light by the control mechanism, the light 15. The display device according to claim 1, wherein the orientation of the transmission / scattering type liquid crystal can be switched horizontally or vertically with respect to the polarization axis of the output polarized light source light.
光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第1及び第2の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることが可能なシステムにおいて、前記光透過散乱型液晶の配向を前記出力偏光光源光の偏光軸に対して水平または垂直に切換可能な構成を特長とする請求項15から46、48、49までのいずれか1項に記載の両面表示ディスプレイ装置。 A light source system capable of modulating the luminance by an input video signal, and the output light of the light source system is reflected by the thin film electrode, input to the light transmission / scattering type liquid crystal substrate, and output to pixels constituting a predetermined horizontal scanning line. A system for displaying and reproducing an image by line sequential scanning,
For each R, G, B pixel formed by sealing a light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film-like electrode disposed at a right angle at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
In the system capable of emitting light from a desired pixel based on scattering of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the first and second directions of the output polarized light by the control mechanism, the light The double-sided display according to any one of claims 15 to 46, 48, and 49, wherein the orientation of the transmission / scattering type liquid crystal can be switched horizontally or vertically with respect to the polarization axis of the output polarized light source light. Display device.
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